Studie zeigt, dass die Anziehungsdynamik im präfrontalen Kortex des Affen das Vertrauen von Entscheidungen widerspiegelt.

22. Oktober 2023

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Korrekturgelesen von Ingrid Fadelli, Medical Xpress

Wenn Menschen Entscheidungen treffen, wie zum Beispiel die Auswahl eines Gerichts von einer Speisekarte, welchen Pullover sie in einem Geschäft kaufen oder welchem politischen Kandidaten sie ihre Stimme geben wollen, könnten sie mehr oder weniger zuversichtlich in ihre Wahl sein. Wenn wir weniger zuversichtlich sind und daher eine größere Unsicherheit in Bezug auf unsere Entscheidung erfahren, neigen unsere Entscheidungen auch dazu, weniger konsistent zu sein, was bedeutet, dass wir eher unsere Meinung ändern, bevor wir zu einer endgültigen Entscheidung gelangen.

Obwohl Neurowissenschaftler seit Jahrzehnten die neuronalen Grundlagen der Entscheidungsfindung erforschen, sind noch viele Fragen offen. Zum Beispiel ist immer noch unklar, wie neurale Netzwerkberechnungen die Entscheidungsfindung bei unterschiedlichen Sicherheitsniveaus unterstützen.

Forscher am National Institute of Mental Health in Bethesda, Maryland, haben kürzlich eine Studie an Rhesusaffen durchgeführt, um die mit dem Vertrauen in Entscheidungen verbundenen Dynamiken neuronaler Netzwerke besser zu verstehen. Ihre Arbeit, die in Nature Neuroscience veröffentlicht wurde, liefert Hinweise darauf, dass Energielandschaften im präfrontalen Kortex die Konsistenz der Entscheidungen von Affen vorhersagen können, was wiederum ein Zeichen für das Vertrauen der Tiere in ihre Entscheidungen ist.

"Entscheidungen werden mit unterschiedlicher Konsistenz getroffen, und diese Konsistenz kann mit dem Vertrauen in die beste Wahl verbunden sein", schrieben Siyu Wang, Rossella Falcone und ihre Kollegen in ihrem Artikel. "Theoretische Arbeiten legen nahe, dass Attraktordynamiken in Netzwerken die Wahlkonsistenz erklären können, aber wie dies im Gehirn umgesetzt wird, bleibt unklar. Wir liefern Hinweise darauf, dass die Energielandschaft um Attraktorbecken in der Bevölkerungsneuronenaktivität im präfrontalen Kortex die Wahlkonsistenz widerspiegelt."

In der Neurowissenschaft handelt es sich bei Attraktor-Netzwerken um dynamische Netzwerke, die aus Neuronen bestehen, die sich im Laufe der Zeit zu bestimmten Aktivitätsmustern zusammenfinden. Um den Zusammenhang zwischen der Dynamik dieser Netzwerke und dem Vertrauen in Entscheidungen zu untersuchen, führten die Forscher eine Reihe von Experimenten an Affen durch.

Diese Affen wurden darauf trainiert, eine Entscheidungsaufgabe zu erledigen. Während sie diese Aufgabe erledigten, zeichneten Wang, Falcone und ihre Kollegen die extrazelluläre Aktivität von Neuronen in ihrem präfrontalen Kortex mithilfe eines bilateralen Implantats mit acht Elektrodenarrays auf.

"Wir haben zwei Rhesusaffen darauf trainiert, Akzeptanz-/Ablehnungsentscheidungen aufgrund vorab trainierter visueller Hinweise zu treffen, die Belohnungsangebote mit unterschiedlichen Beträgen und Verzögerungen signalisierten", erklärten Wang, Falcone und ihre Kollegen in ihrem Artikel. "Die Affen trafen konsistente Entscheidungen für sehr gute und sehr schlechte Angebote, aber die Entscheidungen waren bei mittleren Angeboten weniger konsistent. Die Analyse der neuronalen Daten zeigte, dass die Attraktorbecken um Aktivitätsmuster, die Entscheidungen widerspiegeln, steilere Landschaften für Angebote hatten, die zu konsistenten Entscheidungen führten."

Am bemerkenswertesten war, dass dieses Forscherteam die Berechnungen, die von neuronalen Netzwerken im präfrontalen Kortex durchgeführt werden, mit der Konsistenz von Entscheidungen verbinden konnte. Ihre Beobachtungen legen nahe, dass die neuronale Dynamik im präfrontalen Kortex vorhersagt, wie schnell Affen auf eine Entscheidungsaufgabe reagieren und wie konsistent ihre Entscheidungen sein werden, was beides mit einem höheren Maß an Vertrauen in eine Entscheidung zusammenhängt.

Obwohl die Ergebnisse des Teams vorläufig sind, verdeutlichen sie das Potenzial, mehrere gleichzeitig aufgezeichnete Neuronen zu untersuchen, um spezifische Aspekte der Entscheidungsfindung genauer zu beleuchten. In Zukunft könnte ihre Arbeit den Weg für wichtige neue Entdeckungen darüber ebnen, wie das Vertrauen in Entscheidungen durch die Dynamik von Attraktor-Netzwerken und die im Gehirn durchgeführten Berechnungen widergespiegelt wird.

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